JPH06249463A - 空気層制御による空気調和装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】室内空気の温度差に起因する質量差により生ず
る上昇および下降エネルギを室内空気調和の基本とし、
水平方向にほぼ均一な温度の空気層を分布させる空気層
制御を行なって、快適な室内環境を作り出す室内空気調
和が可能な空気層制御による空気調和装置を提供するこ
とにある。 【構成】空気層制御による空気調和装置は、内部空間３
内を天井材４および床材５により天井裏空間６、室内空
間７および床下空間８にそれぞれ区画し、前記天井材４
および床材５に空気の運動エネルギを圧力エネルギに変
換するディフューザ機能を備えた給排気口１０，１１を
形成し、これらの給排気口１０，１１により、室内空気
の温度差により生じる空気の上昇または下降運動を一方
向流として前記室内空間７内にほぼ均一温度の空気層を
水平方向に形成し、前記天井裏空間６および床下空間８
は給排気ダクト２０，２１を介して排気側を外気に開口
させる一方、外気取入口２９は空気調和機３０を介して
給排気ダクト２０，２１の吸気側に接続されたものであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、室内の冷暖房・換気等
の空気調和を行なう空気層制御による空気調和装置に係
り、特に室内の空気層を乱すことなく水平方向の室内空
気温度をほぼ一定に保持した室内空気調和を行なう、空
気層制御による空気調和装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】室内の冷暖房等の空気調和を行なう従来
の空気調和装置は、室内送風機により加圧した空気を熱
交換器で熱交換した後、天井材あるいは床材上の空気吹
出口より室内に積極的に吹き出す一方、吹き出された空
気の還流を空気吸込口で行ない、空気を室内で強制的に
循環させることにより室内温度を一定に保つようになっ
ている。

【０００３】この空気調和装置において、天井面から空
気の吹出、吸込を行なう方式では、天井高さから床上面
近くまでの空気を入れ換えるために、空気吹出口より吹
き出される空気に、床上面近くまで到達する大きな流速
を与える必要がある。また、暖房時には天井面付近に温
度の高い空気が溜まるため、室内空気を撹拌させ、均一
化させる必要がある。

【０００４】空気吹出口から吹き出される空気に所定の
流速を付与するために、室内空間の容積規模に応じた室
内送風機等が必要となり、送風機等を大容量化すると、
空気吹出口等から発生する騒音（吹出音）や風切り音の
低減が課題となっている。

【０００５】近年、これらの課題を解決するものとし
て、特開平４−１６１７５４号公報に開示されたように
床上吹出、天井吸込方式の空気調和装置が開発されてい
るが、この空気調和装置は、空気吹出口および空気吸込
口を床材および天井材に分散配置したに過ぎず、冷房運
転時の運転効率が著しく劣る等の問題があった。

【０００６】また、特開平３−３１６２２号公報に示す
ように、天井板と床スラブに給排気口をそれぞれ形成
し、暖房時には床スラブの給排気口を給気口に、天井板
の給排気口を排気口にそれぞれ構成し、冷房時には給気
口と排気口を逆にした空気調和装置も存在する。天井板
や床スラブに多数の給排気口を形成し、多数の空気吹出
口および空気吸込口により一方向の空気の流れを作り出
すようにして空気調和を行なっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】特開平３−３１６２２
号公報に開示された空気調和装置では、天井板や床スラ
ブに形成される給排気口が連通孔からなる単なる開放口
であるため、各給排気口から吹き出される吹出流の流速
は送風ダクトの開口位置如何によって異なる。特に、床
下空間は緩衝作用を行なうスペースが狭いため、送風ダ
クトの開口位置近傍の給排気口から吹き出される吹出流
の流速は、ダクト開口位置から遠く離れた給排気口から
の吹出流の流速より一層大きくなり、この吹出流の流速
の違いにより、室内に旋回流や逆気流が生じたり、また
室内の潜熱や顕熱の交換にアンバランスが生じてドリフ
ト感が発生し、快適さが低下するおそれがある。

【０００８】また、天井板や床スラブによって仕切られ
る天井裏空間や床下空間は熱交換器を有する閉じた送風
ダクトで連通されるが、室内に吹き出される温風や冷却
風は送風ダクトを経て閉じたサイクル内を強制的に繰返
し循環せしめられるため換気機能が充分でない。

【０００９】本発明は、上述した事情を考慮してなされ
たもので、室内空気の温度差に基因する質量差により生
ずる上昇および下降エネルギを室内空気調和の基本と
し、水平方向にほぼ均一な温度の空気層を分布させる空
気層制御を行なって、快適な室内環境を作り出す室内空
気調和が可能な空気層制御による空気調和装置を提供す
ることを目的とする。

【００１０】本発明の他の目的は、水平方向にほぼ均一
温度の空気層を乱すことのない室内空気調和を行ない、
ドリフト感を生じさせず、かつ必要な室内換気量を充分
に維持できる空気層制御による空気調和装置を提供する
にある。

【００１１】本発明のさらに他の目的は、室内への給排
気量をバランスよく制御し、室内空間を水平方向に温度
差がなくほぼ均一に、かつ室内空気流の流速を感じさせ
ず、塵芥を巻き起こすこともなく、省エネルギで快適な
室内空気調和を行なうことができる空気層制御による空
気調和装置を提供することにある。

【００１２】本発明の別の目的は、煙草の煙や臭気を拡
散させずに室内空気調和を行なう空気層制御による空気
調和装置を提供するにある。

【００１３】本発明の他の目的は、暖房時に床材が先に
温められ、冷房時に天井材が先に冷され、輻射熱効果に
より良好な快適性が得られる空気層制御による空気調和
装置を提供するにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明に係る空気層制御
による空気調和装置は、上述した課題を解決するため、
請求項１に記載したように、内部空間を天井材および床
材により天井裏空間、室内空間および床下空間にそれぞ
れ区画し、前記天井材および床材に空気の運動エネルギ
を圧力エネルギに変換するディフューザ機能を備えた給
排気口を設け、これらの給排気口により、室内空気の温
度差により生じる空気の上昇または下降運動を一方向流
として前記室内空間内にほぼ均一温度の空気層を水平方
向に形成し、前記天井裏空間および床下空間は給排気ダ
クトを介して排気側を外気に開口させる一方、外気取入
口は空気調和機を介して給排気ダクトの吸気側に接続さ
れたものである。

【００１５】また、上述した課題を解決するため、本発
明に係る空気層制御による空気調和装置は、請求項１に
記載の内容に加えて、請求項２に記載したように、天井
裏空間および床下空間は給排気ダクトにより給排気切換
装置を介して給気用送風機および排気用送風機に選択的
に接続され、上記給気用送風機および排気用送風機は給
排気量をバランス制御可能に調節したり、請求項３に記
載したように、排気用送風機からの排気ダクトに、外気
取入口からの給気と熱交換可能な熱回収用熱交換器を設
け、この熱交換器からの給気は空気調和機を介して給気
用送風機に案内したものである。

【００１６】さらに、本発明に係る空気層制御による空
気調和装置は、上述した課題を解決するため、請求項１
に記載の内容に加えて、請求項４に記載したように、天
井材の給排気口は、冷房時、室内空間の空気層を乱さな
いように拡散状態で冷却風が吹き出され、吹き出された
冷却風と同量の室内空気が床材の給排気口から床下空間
に回収される一方、暖房時には温風が床材の給排気口か
ら室内空間の空気層を乱さないように拡散状態で吹き出
され、吹き出された温風と同量の室内空気が天井材の給
排気口から天井裏空間に回収されたり、また、請求項５
に記載したように、天井材および床材に設けられる給排
気口の少なくとも一方は、複数のガイドホーンを同心状
に収容したディフューザで形成され、このディフューザ
は、天井材および床材の少なくとも一方にほぼ均一に分
散配置されたり、さらに、請求項６に記載したように、
天井裏空間および床下空間内に空気を撹拌して温度を均
一化させる撹拌ファンを備えたものである。

【００１７】

【作用】本発明に係る空気層制御による空気調和装置は
上述したように構成したので、温度差による自然対流エ
ネルギを利用して室内空間の空気の入替えを行ない、空
気の入替え量を適性換気量程度の最小限とすることがで
き、極めて省エネルギタイプのものとすることができ
る。

【００１８】また、室内空間内を水平方向にほぼ均一な
空気温度層を保持しつつ風の流速を感じさせずに室内空
気調和を行なうことができるので、室内を水平方向で温
度差なく均一に空気調和でき、室内の居場所により風の
当たり方が変わったり、温度差が出る不快なドリフト感
が無く、快適な室内空気調和を行なうことができる。

【００１９】一方、この空気調和装置は室内空間内で温
度差に基因する空気質量差を利用した一方向流となる自
然対流を生じさせるので、自然対流であっても旋回流や
逆流が生じることがなく、塵芥を巻き起こしたり、煙草
の煙や臭気を拡散させることもなく、快適な室内環境が
得られる。

【００２０】さらに、この空気調和装置では天井裏空間
や床下空間に冷暖房用空気配管の敷設が不要となるの
で、省資源化が図れ、経済的である一方、暖房時には床
面が先に温められ、冷房時には天井面が先に冷される輻
射熱効果によっても室内の快適性がより一層向上する。

【００２１】

【実施例】以下、本発明に係る空気層制御による空気調
和装置の一実施例について添付図面を参照して説明す
る。

【００２２】図１は、本発明の空気調和装置を建物１の
室内空気調和に適用した例を示す。建物１は高層ビルデ
ィング等からなるコンクリート建築であっても、鉄骨建
築であっても、あるいは木造建築であってもよく、この
空気調和装置は種々の建物に適用される。

【００２３】建物１はコンクリート壁等の躯体２により
内部空間３が形成され、この内部空間３内は天井材４お
よび床材５により天井裏空間６、室内空間７および床下
空間８に大きく区画される。床下空間８は一般に天井裏
空間６に比べ、例えば３０mm〜１００mm程度高さが小さ
く、緩衝空間を大きくとることができない。

【００２４】また、天井材４および床材５には空気の運
動エネルギを圧力エネルギに変換するディフューザ機能
を備えた給排気口１０，１１がそれぞれ設けられてい
る。図１には床材５に通気性を有する多孔質素材や細溝
通気部を有する素材、あるいは繊維状の床敷等の素材が
用いられ、床材５自体に形成される微小な給排気口１１
が抵抗型ディフューザとして構成される。抵抗型ディフ
ューザは床材５自体の床面にほぼ均一に分散配置され
る。

【００２５】また、天井材４には給排気口１０として例
えばインピーダンス整合型ディフューザが複数個用いら
れる。このディフューザ１０は天井材４に所要の間隔を
おいてほぼ均一に分散配置される。ディフューザ１０に
は図示しない温度や流量の計測部を有し、床材５に形成
された給排気口１１と連係した流量制御を行なうように
なっている。

【００２６】インピーダンス整合型ディフューザ１０
は、図２に示すうよに、室内空間７に向って拡開するラ
ッパ状ディフューザ本体１３の拡開側にラッパ状ガイド
ベーンとしてのガイドホーン１４を例えば同心状に収容
したものである。ディフューザ本体１３内には空気清浄
作用と空気圧力降下作用を行なうエアフィルタ１５が着
脱交換可能に装着される一方、空気流量を調節する流量
調節弁１６が設けられる。この流量調節弁１６は例えば
バタフライタイプの電磁弁で図示しないコントローラか
らの制御信号により弁制御が行なわれる。流量調節弁１
６はバタフライ弁に代えて図３に示すような固定ディス
ク１７とロータリディスク１８とを組み合せたロータリ
弁１９であってもよく、さらに他のタイプの流量調節弁
であってもよい。

【００２７】天井材４にインピーダンス整合型ディフュ
ーザ１０に代えて床材５に用いたものと同様な抵抗型デ
ィフューザを用いてもよい。また、床材５にインピーダ
ンス整合型ディフューザを用いてもよい。

【００２８】一方、天井裏空間６および床下空間８は密
閉空間として形成され、天井裏空間６、床下空間８に給
排気管である給排気ダクト２０，２１が接続される。こ
れらの給排気ダクト２０，２１の他側は共通の給排気切
換装置２２を介して給気用送風機２３および排気用送風
機２４に選択的に連通される。給気用送風機２３と排気
用送風機２４は同一運転条件、使用態様で給排気量がバ
ランス制御可能に製造され、給気用および排気用送風機
２３，２４は各々独立駆動させてもよいが、好ましくは
共通軸を有し、１つのモータにより駆動される。

【００２９】排気用送風機２４からの排気ダクト２５に
は熱回収用熱交換器２６が設けられる一方、排気ダクト
２５は熱交換器２６から必要に応じて設けられた排気フ
ァン２７を経て外部に開放されている。

【００３０】一方、熱回収用熱交換器２６には外気取入
口２９が開口しており、外気取入口２９から取り入れら
れた給気は排気用送風機２４に吐出される排気と熱交換
可能に構成される。

【００３１】熱回収用熱交換器２９で熱交換された給気
は続いて空気調和機３０に給気ダクト３１を経て案内さ
れ、この空気調和機３０にて給気を加熱あるいは冷却し
ている。空気調和機３０は本体ケーシング３３内にフィ
ルタ３４、冷却用熱交換器３５および加熱用熱交換器３
６が順次配列される。冷却用熱交換器３５は冷凍機３７
に接続される一方、加熱用熱交換器３６はボイラ３８に
接続され、冷凍機３７およびボイラ３８の一方を作動さ
せることにより、空気調和機３０に案内された給気を冷
却あるいは加熱し、冷却風あるいは温風を発生させるよ
うになっている。その際、ボイラ３８で発生した蒸気の
一部を加湿器３９で給気に混合させ、加湿させるように
してもよい。また、空気調和機３０は種々のタイプのも
のを使用でき、代表的なヒートポンプ式空気調和機を用
いてもよい。

【００３２】空気調和機３０にて熱交換され、冷却ある
いは加熱された給気は、給気用送風機２３に吸引され
て、給排気ダクト２０または２１に送られる。

【００３３】その際、給排気切換装置２２のダクト切換
により、空気調和機３０から送風される給気が温風の場
合には床下空間８に導かれる給排気ダクト２１に、冷却
風の場合には天井裏空間６に導かれる給排気ダクト２０
にそれぞれ案内されるようになっている。

【００３４】暖房の場合には、床下空間８に通じる給排
気ダクト２１が給気ダクトとして、天井裏空間６に通じ
る給排気ダクト２０が排気ダクトとして機能する。冷房
の場合には、給気ダクトと排気ダクトは逆になる。ま
た、空気調和機３０を作動させない換気の場合には、外
気を天井裏空間６側に案内してもよいが、好ましくは床
下空間８側に案内される。

【００３５】次に、空気層制御による空気調和装置の作
用を説明する。

【００３６】建物１の躯体２内を仕切る天井材４および
床材５にディフューザ機能を有する給排気口１０，１１
を設ける。そして、暖房時には、給気用送風機２３から
給排気切換装置２２を介して供給される温風により床下
空間８を僅かに加圧し、一方、天井裏空間６は排気用送
風機２４の吸引作用により僅かに減圧される。

【００３７】この状態で、外気取入口２９から取り入れ
られた給気は、空気調和機３０の加熱用熱交換器３６で
加熱され、温風（暖気）となって給気用送風機２３から
給排気用切換装置２２および給排気ダクト２１を経て床
下空間８に供給される。床下空間８に供給された温風
（外気）は、床材５を温めつつディフューザ機能を有す
る給排気口１１を経て室内空間７に拡散状態で導入され
る。

【００３８】室内空間７に導入された暖気は、温度差に
基因する質量差により自然対流エネルギの上昇力を持っ
て上昇運動を始め、自然対流の微速度で上昇する。その
際、室内空間７には対流作用による下降流が生じない一
方向流とするために、床材５の給排気口１１から暖気を
連続的に給気する。同時に、暖気の供給量と同量の排気
を天井裏空間６内に給排気口１０を介して行なう。床材
５の給排気口１１から給気される暖気の供給量と天井材
４の給排気口１０から排気される排気量は給気用送風機
２３と排気用送風機２４の作動によりバランス制御さ
れ、ほぼ同量となる。

【００３９】室内空間７の上部と下部の温度差が大きい
場合には、空気の上昇速度が速いため暖気の供給量が多
くなり、また、逆に温度差が小さな場合には空気の上昇
速度が小さいため、暖気の供給量が少なくなる。いずれ
にしても、床材５の給排気口１１から供給される暖気の
供給量と同量の排気（吸気）を天井裏空間６を経て行な
う。

【００４０】室内空間７に供給される暖気の給気量と排
気量を同量とすることにより、室内空間７では供給され
た暖気が室内空気を静かに押し上げる空気ポンプの作用
をし、温度差に基因する質量差の自然対流エネルギによ
り、ほぼ均一な温度の空気層を水平方向に形成し、この
空気層を保持した状態で風を感じさせることなく室内空
気調和を行なうことができる。

【００４１】室内空間７を暖気により暖房した後、温度
降下した室内空気は暖気の上昇によるポンプ作用で天井
材４の給排気口１０から天井裏空間６に回収される。天
井裏空間６に回収された室内空気は続いて給排気ダクト
２０を通り給排気切換装置２２を介して排気用送風機２
４で吸引され、熱回収用熱交換器２６を通って排気ファ
ン２７により外部に排気される。熱回収用熱交換器２６
では、排気される室内空気が外気取入口２９から取り入
れられる外気（給気）と熱交換され、この給気に排気が
保有する熱を回収させている。

【００４２】また、冷房時には、空気調和機３０の冷却
用熱交換器３５で冷却された冷却風（冷気）を給気用送
風機２３から給排気切換装置２２および給排気ダクト２
０を経て天井裏空間６に導入し、この冷却風で天井裏空
間を僅かに加圧する一方、天井材４を冷却するようにな
っいてる。

【００４３】天井裏空間６に導入された冷気は、天井材
４の給排気口である複数のインピーダンス整合型ディフ
ューザ１０から冷気の運動エネルギに変換された拡散状
態で室内空間７に案内される。室内空間７に案内された
冷気は、その重力作用により自然降下され、室内空間７
の冷房を行なう。この冷房時に室内空間７内で対流によ
る上昇気流が生じないように、天井材４の給排気口１０
から冷気の補給を連続的に行なう一方、床材５の給排気
口１１から冷気供給量と同量の排気を行なう。

【００４４】床下空間８に排気された室内空気は、給排
気ダクト２１から排気用送風機２４により吸引され、熱
回収用熱交換器２６を経て外部に放出される。この室内
空気は、外部に全量放出される代りに、一部を空気調和
機３０に戻して再循環させるようにしてもよい。

【００４５】換気の場合には、給排気は暖房時と同様な
流れとなるが、冷房時と同じ流れにしてもよい。この場
合、空気調和機３０の各熱交換器３５，３６は熱交換作
用を行なわない。

【００４６】この空気調和装置において、室内の冷暖房
や換気等の室内空気調和は、室内空間７内の室内空気の
上部および下部の温度差による自然対流エネルギを利用
して、水平方向にほぼ均一（同一）温度の空気層を保持
しつつ、上昇または下降運動の一方向流としたので、風
の流速を感じることなく、水平方向に同じ温度の空気層
を形成した室内空気調和を省エネルギで行なうことがで
きる。

【００４７】この空気調和装置では、温度差に基因する
空気の重量差を利用した自然対流エネルギを利用して室
内空気を緩かに一方向の上昇あるいは下降運動をさせる
もので、室内に逆気流や旋回量を生じさせないので、室
内の潜熱や顕熱の交換にアンバランスが生じ、ドリフト
感が発生することもなく、また、塵芥を巻き起こした
り、煙草の煙や臭気を拡散させずに快適な室内空気調和
を行なうことができる。

【００４８】また、この空気調和装置では、室内空間７
内の空気は風を感じない微速度な一方向の上昇流あるい
は下降流であるため、室内空間７内にオフィス家具等の
障害物が存在しても、この障害物による気流の変化の影
響も極めて小さい。天井材４や床材５の給排気口１０，
１１に運動エネルギを圧力エネルギに変換するディフュ
ーザ機能を備えたので、天井裏空間６や床下空間８に開
口する給排気ダクト２０，２１の開口位置の影響を受け
ず、給排気ダクト２０，２１のダクト配設自由度が向上
する一方、天井裏空間６や床下空間８内に冷暖房用配管
の引き廻しが不要となり、経済的である。

【００４９】さらに、この空気調和装置では、暖房時に
床面が先に温められ、冷房時には天井面が先に冷される
ため輻射熱降下により、室内の快適性が一層向上する一
方、室内空間７の換気に要する空気の吹出は、必要換気
量程度であるため、植栽が乾燥から守られる。

【００５０】ところで、東京都建築安全条例によれば、
建物の室内には床面積１ｍ² 毎に３０ｍ³ ／hr以上、温
湿度調整装置がある場合、１０ｍ³ ／hr以上の外気供給
が要求される。上記建築安全条例を基準として室内空間
７の高さを２．６ｍとしたとき、換気回数は３．８５回
／hr（１０ｍ³ ／hr）〜１１．５回／hr（30ｍ³ ／hr）
以上となり、室内空間７の空気の入替（換気）が完全な
一方向流によりできる条件とすると、暖気の上昇速度
（流速）は０．２８cm／sec （１０ｍ³ ／hr）〜０．８
４cm／sec （３０ｍ³ ／hr）以上となる。

【００５１】また、床材５の給排気口１１から一様な暖
気（高温空気）が室内空間７に供給され、天井材４の給
排気口１０から一様に排気されるとすると、室内空間７
に供給された暖気が空間内を上昇するドラフト力（Δ
Ｐ）は、

【数１】 で表わされる。

【００５２】今、高温空気を大気圧で４０℃、低温空気
を２０℃とすると、ドラフト力ΔＰは０．２kgｆ／ｍ²
の上昇力が得られ、高温空気を大気圧で４０℃、低温空
気を２５℃とすると、ドラフト力ΔＰは０．１５kgｆ／
ｍ² の上昇力が得られ、このドラフト力ΔＰが、図４に
示すように高温空気が室内空気を押し上げるポンプ力と
なる。ドラフト力ΔＰは天井材４の給排気口１１から排
気される出口温度が上昇するに従い低下する。

【００５３】また、室内空間７に給気される暖気の上昇
は、グラスホフ数（Ｇｒ）により計算できる。

【００５４】

【数２】 で表わされ、重力の方向をｘ軸とすれば、静水圧の差が
浮力として作用する。この浮力が、床面上の高さが同一
の平面上の任意の点で同じ力となれば、室内空間７内で
同一温度の空気層が水平方向に形成される。

【００５５】躯体２内に形成される室内空間７の全ての
壁面が同一条件の閉空間であれば、自然対流によりほぼ
同一温度の空気層の層形成を水平方向に容易に形成させ
ることができる。実際には、室内空間７の壁面は種々の
条件下で形成されているので、その条件に合うように給
排気口１０，１１で空気流量制御が行なわれる。

【００５６】例えば、室内空間７に窓側と室内間仕切壁
が存在する場合のように周囲環境条件を異にしたり、ま
た、ドア等の開口壁で人の出入りが常に行なわれる場合
のように室内空間７の使用条件が種々変化する場合があ
る。

【００５７】この場合、室内空間７の壁面温度がｔw 、
室内空気でｔf であるとすると、室内空間７の壁面に接
している空気の層流膜温度は（ｔw ＋ｔf ）／２で定義
され、壁面温度ｔw と室内温度ｔf が近似した値となる
まで壁面付近での自然上昇による空気層形成は困難であ
るため、流量調節弁１６（１９）の弁制御により顕熱交
換を行なって近似した均一温度の空気層を水平方向に形
成するようにしている。

【００５８】なお、本発明の実施例では、天井裏空間６
や床下空間８を密閉空間とした例を示したが、この天井
裏空間６や床下空間８内の空気温度をより迅速に均一化
させるために、図５に示す撹拌ファン４０，４１をそれ
ぞれ設け、これらの撹拌ファン４０，４１を必要に応じ
て作動させ、天井裏空間６や床下空間８より迅速に均一
な温度に保持するようにするとよい。

【００５９】他の構成は図１に示すものと異ならないの
で同じ符号を付して説明を省略する。

【００６０】

【発明の効果】以上に述べたように本発明に係る空気調
和装置は、温度差による自然対流エネルギを利用して室
内空間の空気の入替えを行ない、空気の入替え量は適性
換気量程度の最小限で済むため、極めて省エネルギタイ
プのものを提供できる。

【００６１】また、室内空間内を水平方向にほぼ均一な
空気温度層を保持しつつ風の流速を感じさせずに室内空
気調和を行なうことができるので、室内を水平方向で温
度差なく均一に空気調和でき、室内の居場所により風の
当たり方が変わったり、温度差が出る不快なドリフト感
が無く、快適な室内空気調和を行なうことができる。

【００６２】一方、この空気調和装置は室内空間内で温
度差に基因する空気質量差を利用した一方向流となる自
然対流を生じさせるので、自然対流であっても旋回流や
逆流が生じることがなく、塵芥を巻き起こしたり、煙草
の煙や臭気を拡散させることもなく、快適な室内環境が
得られる。

【００６３】さらに、この空気調和装置では天井裏空間
や床下空間に冷暖房用空気配管の敷設が不要となるの
で、省資源化が図れ、経済的である一方、暖房時には床
面が先に温められ、冷房時には天井面が先に冷される輻
射熱効果によっても室内の快適性がより一層向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る空気層制御による空気調和装置の
一実施例を示す縦断面図。

【図２】図１の空気調和装置に備えられるインピーダン
ス整合型ディフューザの一例を示す図。

【図３】インピーダンス整合型ディフューザに備えられ
る流量調節弁の他の例を示す図。

【図４】室内空間内に供給される空気のドリフト力を説
明する図。

【図５】本発明に係る空気層制御による空気調和装置の
他の実施例を示す縦断面図。

【符号の説明】

１ 建物 ２ 躯体 ３ 内部空間 ４ 天井板 ５ 床材 ６ 天井裏空間 ７ 室内空間 ８ 床下空間 １０ 給排気口（インピーダンス整合型ディフューザ） １１ 給排気口（抵抗型ディフューザ） １３ ディフューザ本体 １４ ガイドホーン ２０，２１ 給排気ダクト ２２ 給排気切換装置 ２３ 給気用送風機 ２４ 排気用送風機 ２６ 熱回収熱交換器 ２９ 外気取入口 ３０ 空気調和機 ３５ 冷却用熱交換器 ３６ 加熱用熱交換器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 和吉 東京都港区芝浦一丁目１番１号 株式会社 東芝本社事務所内 (72)発明者 小林 貴子 東京都港区芝浦一丁目１番１号 株式会社 東芝本社事務所内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部空間を天井材および床材により天井
   裏空間、室内空間および床下空間にそれぞれ区画し、前
   記天井材および床材に空気の運動エネルギを圧力エネル
   ギに変換するディフューザ機能を備えた給排気口を設
   け、これらの給排気口により、室内空気の温度差により
   生じる空気の上昇または下降運動を一方向流として前記
   室内空間内にほぼ均一温度の空気層を水平方向に形成
   し、前記天井裏空間および床下空間は給排気ダクトを介
   して排気側を外気に開口させる一方、外気取入口は空気
   調和機を介して給排気ダクトの吸気側に接続されたこと
   を特徴とする空気層制御による空気調和装置。
2. 【請求項２】 天井裏空間および床下空間は給排気ダク
   トにより給排気切換装置を介して給気用送風機および排
   気用送風機に選択的に接続され、上記給気用送風機およ
   び排気用送風機は給排気量をバランス制御可能に調節さ
   れた請求項１記載の空気層制御による空気調和装置。
3. 【請求項３】 排気用送風機からの排気ダクトに、外気
   取入口からの給気と熱交換可能な熱回収用熱交換器を設
   け、この熱交換器からの給気は空気調和機を介して給気
   用送風機に案内された請求項２記載の空気層制御による
   空気調和装置。
4. 【請求項４】 天井材の給排気口は、冷房時、室内空間
   の空気層を乱さないように拡散状態で冷却風が吹き出さ
   れ、吹き出された冷却風と同量の室内空気が床材の給排
   気口から床下空間に回収される一方、暖房時には温風が
   床材の給排気口から室内空間の空気層を乱さないように
   拡散状態で吹き出され、吹き出された温風と同量の室内
   空気が天井材の給排気口から天井裏空間に回収された請
   求項１記載の空気層制御による空気調和装置。
5. 【請求項５】 天井材および床材に設けられる給排気口
   の少なくとも一方は、複数のガイドホーンを同心状に収
   容したディフューザで形成され、このディフューザは、
   天井材および床材の少なくとも一方にほぼ均一に分散配
   置された請求項１記載の空気層制御による空気調和装
   置。
6. 【請求項６】 天井裏空間および床下空間内に空気を撹
   拌して温度を均一化させる撹拌ファンを備えた請求項１
   記載の空気層制御による空気調和装置。